Forum » Elektrotehnika in elektronika » Zemlja - 0 V
Zemlja - 0 V
marjan_h ::
Razmišljal sem zakaj je ravno zemlja bila izbrana za referenco pri transformatorju. Torej da izberemo en vodnik in ga povežemo z zemljo. Zakaj nebi izbrali kakšen kovinski objekt. Če pravilno razmišljam, če bi povezali en vodnik na sekundarni strani s kovinskim objektom, bi mu narastel električni potencial na 230 V. Zemlja pa je ogromna in tudi če vežemo vse vodnike vseh transformatorjev na svetu v zemljo, še vedno ostane potencial na 0 V?
mihagr ::
Zemlja je, med drugim izbrana zato, ker vsak tak "kovinski objekt" stoji na zemlji, tudi elektrarne in trafo postaje, pa daljnovodi pa .......
Zato so se dogovorili, da bo imela zemlja potencial 0V in bodo stvari merjene od te točke.
Zato so se dogovorili, da bo imela zemlja potencial 0V in bodo stvari merjene od te točke.
c23po ::
Kar nekaj napačnih domnev.
Zemlja ni izbrana za referenco pri transformatorju. Napetost merimo med dvema potencialoma, ki sta del istega tokokroga. To je lahko Zemlja, takrat ko naprave kot enega od vodnikov uporabljajo Zemljo, lahko je kovinski objekt, ko je transformator z enim polom priklopljen na njega. S povezavo priključek pridobi potencial pola, na katerega smo ga povezali. Potenciala s tem ne spreminjamo. Ko na nasprotnem polu ustvarimo neki potencial, dobimo merljivo napetost. Zemljo moraš razumeti kot vodnik, do elektrarne recimo.
Zemlja ni izbrana za referenco pri transformatorju. Napetost merimo med dvema potencialoma, ki sta del istega tokokroga. To je lahko Zemlja, takrat ko naprave kot enega od vodnikov uporabljajo Zemljo, lahko je kovinski objekt, ko je transformator z enim polom priklopljen na njega. S povezavo priključek pridobi potencial pola, na katerega smo ga povezali. Potenciala s tem ne spreminjamo. Ko na nasprotnem polu ustvarimo neki potencial, dobimo merljivo napetost. Zemljo moraš razumeti kot vodnik, do elektrarne recimo.
Računalniki nimajo spominov.
mirator ::
Seveda je potencial zemlje izbran kot potencial nič torej referenca. Vsi distribucijski transformatorji imajo ničlišče direktno ozemljeno. Ta ozemljitev pa omogoča zaščito porabnikov pred previsoko napetostjo dotika.
Zemlja ima vsekakor potencial nič (glede na njeno površino je to ogromen presek), potencial ozemljitve pa je odvisen od upornosti izvedbe in terena ozemljitve (ali drugače povedano, kontaktne upornosti izvedene ozemljitve).
To ni primerljivo z npr. šasijo avtomobila, kje šasija dejansko predstavlja povratni tok.
Zemlja ima vsekakor potencial nič (glede na njeno površino je to ogromen presek), potencial ozemljitve pa je odvisen od upornosti izvedbe in terena ozemljitve (ali drugače povedano, kontaktne upornosti izvedene ozemljitve).
To ni primerljivo z npr. šasijo avtomobila, kje šasija dejansko predstavlja povratni tok.
Zgodovina sprememb…
- spremenil: mirator ()
kow ::
Ena od metod za razumevanje konceptov je, da si pogledas izraze za isto stvar v drugih jezikih. Poglej v nemski slovar in ti bo bolj jasno. Prosim.
kow ::
Bistvo je razlozil mirator: "glede na njeno povrsino je to ogromen presek". Poanta je, da zemlji ne bos spremenil potenciala, ker je to ogromna prevodna masa (zato sem tudi omenjal nemski slovar).
Zgodovina sprememb…
- spremenil: kow ()
johnnyyy ::
0V oz. zemlja je referenca in izhaja iz zaščite pred električnim udarom, saj večinoma ko/če se nenamenoma dotakneš vodnika stojiš na potencialu zemlje. Na ta način je lažje zagotoviti zaščito pred električnim udarom. Drugače če greš za štromarja v rudnik se boš srečal z IT sistemom, kjer so stvari "v luftu".
mirator ::
0V oz. zemlja je referenca in izhaja iz zaščite pred električnim udarom, saj večinoma ko/če se nenamenoma dotakneš vodnika stojiš na potencialu zemlje. Na ta način je lažje zagotoviti zaščito pred električnim udarom. Drugače če greš za štromarja v rudnik se boš srečal z IT sistemom, kjer so stvari "v luftu".
IT sitem je od omrežja galvansko povsem ločen. Podobno kot ločilni tarnsformator, kjer se laho dotakneš enega ali drugega pola, pa se ne zgodi nič.
johnnyyy ::
0V oz. zemlja je referenca in izhaja iz zaščite pred električnim udarom, saj večinoma ko/če se nenamenoma dotakneš vodnika stojiš na potencialu zemlje. Na ta način je lažje zagotoviti zaščito pred električnim udarom. Drugače če greš za štromarja v rudnik se boš srečal z IT sistemom, kjer so stvari "v luftu".
IT sitem je od omrežja galvansko povsem ločen. Podobno kot ločilni tarnsformator, kjer se laho dotakneš enega ali drugega pola, pa se ne zgodi nič.
Seveda. Dotakneš se lahko, samo v primeru da bi imel drugi potencial nek "stik z zemljo", bi pa potem tekmovala, skozi koga teče manjši tok .
johnnyyy ::
Kaj pomeni kratica IT?
Sistemi ozemljitve se različno označujejo. Prva črka pomeni kako je to rešeno na trafo postaji (I - izolirano, T - terra - povezava z zemljo), druga in naslednje črke pa kako je izvedeno na sekundarni strani.
IT pomeni, da imaš nevtralno točko transformatorja izolirano, na drugi strani pa so naprave ozemljene. S takšnim sistemom lahko tekom delovanja meriš "izolativno upornost" in lahko ugotavljaš če je kakšna linija slaba (slaba izolacija proti zemlji) prav tako, če kakšna faza prebije proti zemlji ni panike in sistem še vedno dela in z meritvijo potenciala proti zemlji lahko ugotoviš katera faza je prebila.
Upam da sem bil kratek in enostaven
Zgodovina sprememb…
- spremenil: johnnyyy ()
mirator ::
Seveda. Dotakneš se lahko, samo v primeru da bi imel drugi potencial nek "stik z zemljo", bi pa potem tekmovala, skozi koga teče manjši tok .
Tole pa ne drži.
Lej, OP je zanimalo, zakaj ozemljitev ničle v TP za normalne inštalacije. IT sistem je izjema in pomeni, da je napajanje inštalacije iz transformatorja, kjer nula ni ozemljena. Tam pač veljajo drugačne varnostne zahteve za zaščito pred elektičnim udarom.
denabiker ::
Zemljo moraš razumeti kot vodnik, do elektrarne recimo.
A lahko po domače, torej od hiš gre do transformatorja, potem gre do razdelilne postaje in potem do elektrarne po zemlji? Zemlja je različna, lahko je suha, peščena, kamnita, če je slabo prevodna oziroma skoraj ni, kaj potem? Kakšna Dalmacija pa dol nižje je ponekod sam kamen. A ta tok je tudi kriv, da odnaša material iz kovinskih delov v zemlji, recimo vodovod, nekje vem da imajo probleme, mislim da Dekani, tam nekje. ALi je tam kriva železnica zaradi enosmernega toka od vleke?
˙janezvalva ::
torej, če bi v teoriji meril potencialno razliko zemlje med krajem v evropi in krajem v ameriki, bi bila 0V?
kow ::
Zemljo moraš razumeti kot vodnik, do elektrarne recimo.
Zemlja je različna, lahko je suha, peščena, kamnita, če je slabo prevodna oziroma skoraj ni, kaj potem?
Se vedno je prevodna. Vec velikostnih razredov bolj kot zrak. In jo lahko tretiramo tudi kot slabo prevoden kabel z ogromnim presekom. Ce bos imel hiso v pesceni puscavi, bos globlje vkopal ozemljitev, da.
Zgodovina sprememb…
- spremenil: kow ()
johnnyyy ::
˙janezvalva je izjavil:
torej, če bi v teoriji meril potencialno razliko zemlje med krajem v evropi in krajem v ameriki, bi bila 0V?
Huh, da bi dosegel 0V bi bila težka, saj ti lahko lokalno nek energetski sistem v okolici za par V zviša/zniža napetost. Pač kot sem že prej rekel, je 0V kot zemlja "referenca" ki izhaja iz zaščite pred napetostnim udarom. Tako imaš trafoje, električne omarice in hiše (po možnosti) ozemljene, da zagotoviš to lokalno referenco. Ni pa ta referenca dobra do te mere, da bi lahko rekel, da je povsod zemlja 0V in da potencialne razlike ni.
kow ::
Nisi vzel 2 nakljucni tocki v Ameriki in Evropi, ampak tocko zraven energetskega sistema. Zakaj? Jaz sem Janezovo vprasanje razumel kot splosno vprasanje.
Zgodovina sprememb…
- spremenil: kow ()
starfotr ::
IT sistem se uporablja recimo za bolnišnice, pa tudi pri kaki signalizaciji za železnico in podobno.
mirator ::
johnnyyy ::
Nisi vzel 2 nakljucni tocki v Ameriki in Evropi, ampak tocko zraven energetskega sistema. Zakaj? Jaz sem Janezovo vprasanje razumel kot splosno vprasanje.
Saj ni nujno da je direktno zraven, lahko je sistem "zraven" v razdalji nekaj 100km proč in lahko vpliva na tvoj potencial. Lako imaš na enem koncu nek nevihtni oblak in se bo nek potencial zemlje zvišal/znižal. Potem pa sonce sveti na eno stran zemlje in lahko pride do neke separacije elektronov, ki lokalno ni vidna, globalno pa je. Spet je vprašanje kaj naredi neka sončeva nevihta.
Bistvo je, da se na potencial zemlje globalno ne moreš kaj veliko zanašati.
Lonsarg ::
Pač glavni point natančne "zemlje" je, da mora bit čimbližje potencialu človeškega telesa ki se dotika ohišja elektronskih naprav. In najboljša stvar za to doseč je zemlja čimbližje viru. Transformator se še šteje za dovolj blizu, določene hiše/bloki imajo svojo zemljo, to pač določi elektro na podlagi tega kako dobro ozemljitev ima že sam transforator. Torej nima veze da lovimo neko absolutno globalno 0V, ampak lovimo lokalnih 0V, torej da je enak potencial na človeku in zemlja na ohišjih elektronskih naprav.
Za samo delovanje elektronskih naprav (torej nula od vtičnic) to ni tok kritično 20V gor/dol pa bi preživele, tak da za samo delovanje elektronskih naprav ne bi sploh rabil tok dobre zemlje, sam neko približno. Ker pa gre za varnost pa rabimo dobrih 0V, no pa tudi za naprave ne škodi da je dobra nula in v praksi seveda nulo in zaščitno zemljo oboje skupaj vežemo na več mestih da je tudi nula čimbližje 0V.
Za samo delovanje elektronskih naprav (torej nula od vtičnic) to ni tok kritično 20V gor/dol pa bi preživele, tak da za samo delovanje elektronskih naprav ne bi sploh rabil tok dobre zemlje, sam neko približno. Ker pa gre za varnost pa rabimo dobrih 0V, no pa tudi za naprave ne škodi da je dobra nula in v praksi seveda nulo in zaščitno zemljo oboje skupaj vežemo na več mestih da je tudi nula čimbližje 0V.
darkolord ::
Ne. Trifazni sistem ne rabi nule, tok teče po istih vodnikih nazaj. Nula je samo od transformatorja.Zemljo moraš razumeti kot vodnik, do elektrarne recimo.
A lahko po domače, torej od hiš gre do transformatorja, potem gre do razdelilne postaje in potem do elektrarne po zemlji?
zm67 ::
Žal je pri elektriki tako, da smo tudi tisti, ki smo dali skozi celotno "konvencionalno" šolanje na to temo nekako navajeni (naučeni), da, pogosto ne da bi se tega zavedali, poenostavljamo in predpostavljamo bodisi idealne ali deloma idealne razmere, drugič pa spet ne, pač kakor nam ustreza da bi bil model funkcioniranja sveta, ki ga imamo v glavi, kar čim bolj preprost in matematika, ki je v ozadju tudi, Pomembno nam je da se vsaj približno sklada z dejanskimi pojavi. Seveda narava gre svojo pot in se na naše poenostavitve in predpostavke ne ozira. Zaradi takih predpostavk pa je pogosto kakšno sklepanje laikov in tudi strokovnjakov napačno.
OP je postavil zelo kratko in jasno vprašanje ("Razmišljal sem zakaj je ravno zemlja bila izbrana za referenco pri transformatorju."), a razlage, ki so se pojavile v tej temi, ne da so popolnoma napačne, so pa posledica tega kar sem napisal zgoraj. Skušal bom pojasniti za kaj gre oziroma vsaj zakaj sam mislim da gre. Žal pa bo za razumevanje potrebno malce razmišljanja, a upam, da ne preveč, predvsem pa ne preveč strokovnega in oddaljenjega od osnovošolskega znanja fizike. Bo pa vsega precej več kot zgolj nekaj enovrstičnic. :-) (Upam, da se bo tistim, ki se bodo prebili do konca zdel čas, ki ga bodo porabili za to ne čisto nekoristno izrabljen).
Najprej moramo definirati nekaj pojmov, da je lažje razumeti o čem se pogovarjamo. Prav nam bo prišel misleni eksperiment. Predpostavimo čisto idealne razmere v nekem drugem vesolju (v našem takih razmer ni nikjer). V tem vesolju se nahaja vir napetosti (recimo baterija) na to baterijo sta priključena dva superprevodna izolirana vodnika (torej imata upornost 0 ohmov). Po drugi strani je izolacija vodnikov in same baterije idealna tako da se skoznjo ne more prebiti noben elektron. Na koncu vsakega vodnika je nanj priključena kovinska idealno ravna plošča z izredno velikimi dimenzijami. Plošči sta med seboj vzporedni in razmaknjeni za natanko 3 m. V vesolju vlada absolutni vakuum. Med tema ploščama se bo pojavilo homogeno (v vsaki točki enako in enako usmerjeno) električno polje v smeri od plošče priključene na + pol (recimo ji plošča+) proti - polu (recimo ji plošča-). Ker je med ploščama absolutni vakuum (torej v njem ni nobenega delca -- torej tudi nobenega elektrona), med ploščami ne teče in ne more teči noben tok.
Recimo da med plošči postavimo merilnik jakosti električnega polja in ta pokaže električno poljsko jakost 1 V/m. Ker je polje homogeno in sta ti dve plošči edini izvor električnega polja v tem vesolju, lahko na osnovi te meritve in meritve razdalje (3 m) sklepamo da plošči nista na enakem električnem potencialu saj sta izvor električnega polja. Dejansko mora biti tista od katere polje izhaja na za 3 V višjem potencialu od one na - polu. To je vse kar lahko nedvoumno določimo -- razliko med potencialoma teh dveh plošč.
Sedaj med ti dve plošči postavimo še dve enaki kovinski plošči, ki pa ju ne priključimo nikamor. Postavimo ju 1 m vsaksebi in 1 m od obstoječih dveh plošč. Torej imamo ploščo na + polu, čez en meter prvo dodatno ploščo (recimo ji A), čez 1 meter drugo tako (recimo ji B) in čez en meter je postavljena plošča priključena na - pol. Ne pozabimo, da vmesni plošči nista priključeni nikamor in se nahajata skupaj z ostalim v absolutnem vakuumu. Električno polje se zaradi teh plošč ne bo spremenilo. Še vedno bomo kjerkoli v kateremkoli vmesnem prostoru izmerili 1 V/m. Ker se vmesni plošči (A in B) oddaljeni za 1 m lahko sklepamo, da je je plošča A na potencialu ki je 1V/m*1m=1V višji od potenciala plošče B. Vsak skok iz ene plošče na drugo predtavlja razliko 1 V.
Lahko bi rekli, da je *razlika potencialov* med ploščama plošča+ in plošča- 3 V (1V/m*3m=3V), med tem ko je med ploščama A in B *razlika potencialov* enaka 1 V (1V/m*1m=1V).
V takih razmerah bi se lahko popolnoma neobremenjeno odločili o tem potencial katere od štirih plošč vzememo kot referenco za vrednost absolutnga potenciala 0 V. Izbor je popolnoma arbitraren. Narava tovrstne reference ne pozna. Narava pozna zgolj električlno poljsko jakost. Če bi se odločili za ploščo-, bi plošča B imela absolutni potencial 0V(abosultno)+1V(razlike)=1V(absolutno), plošča A 0V(absolutno)+2V(razlike)=2V(absolutno) in plošča+ 0V+3V=3V). Če pa bi se odločili, da bo referenca plošča A, potem bi plošča- imela absolutni potencial 0V(absolutno)-2V(razlike)=-2V(absolutno), plošča B -1V in plošča+ +1V.
Vem, da bo verjetno to večini jasno in samoumevno, a nadaljujmo z eksperimentom. Zdaj postane šele zanimivo. :-)
V to vesolje dodamo običajni a zelo občutljiv voltmeter (takega kot ga večina pozna, a vseeno izredno občutljivega) in ga priključimo med ploščo+ in ploščo-. Pokazal bo 3 V. Kaj pa bo pokazal ta isti običajni voltmeter, ki bi ga priključili med plošči A in B? Tisti, ki sklepa, da bo v tem primeru pokazal 1 V se zelo moti. Pokazal bo 0 V. In enako bi pokazal, če bi ga priključili med katerikoli plošči razen v primeru kombinacije plošča+ in plošča-.
Razlog je v tem, da običajni voltmeter (ne glede na občutljivost) deluje na osnovi ohmovega zakona in je za indikacijo napetosti nujno potrebno da skozi njega teče lahko še tako majhen, a vendar, tok. V primeru priključitve voltmetra med ploščo+ in ploščo- bo skozi voltmeter stekel sicer zanemarljiv, a ne ničeln tok proti plošči-. V skladu z ohmovim zakonom lahko ob poznavanju notranje upornosti voltmetra (R) in na osnovi meritve toka skozenj (I) (da, običajni voltmetri dejansko merijo tok in ne napetosti, le skalo imajo umerjeno v voltih) po ohmovem zakonu izračunamo napetost (U=I*R). Pri katerikoli priključitvi razen v primeru plošča+ in plošča- pa se v tokokrogu, ki se zaključuje skozi baterijo nahaja vsaj 1 m absolutnega vakuuma, ki ima upornost neskončno in skozi njega ne more teče noben tok in torej tudi skozi voltmeter ne. Torej imamo primer ko lahko brez težav definiramo razlike potencialov ali absolutni potencial poljubne točke v sistemu, ne moremo pa *izmeriti* napetosti med točkami (vsaj z običajnim voltmetrom ne).
Naše vesolje je drugačno. Precej drugačno. Tudi v medgalaktičnem prostoru našega vesolja ni absolutnega vakuuma, kaj šele na Zemlji. Razmere na Zemlji so daleč, daleč stran od zgoraj opisanih. Ne bivamo v vakuumu, temveč nas obkroža zrak. Izolacije vodnikov ni idealna.
Da bi se približali tem razmeram sedaj to naše ločeno vesolje napolnimo z zrakom, izolacijo vodnikov pa nadomestimo z realno, ki se sicer zelo dobro upira prehodu elektronov, a tu in tam kateremu le uspe priti skoznjo.
Ponovimo meritve od prej. Rezultati bodo drugačni. V primeru kombinacije plošča+ in plošča- bo voltmeter pokazal 3V. Toda sedaj bo pokazal odčitek (1V) tudi recimo v primeru meritve med ploščama A in B. Govorimo o običajnem, a *zelo* občutljivem voltmetru. Razlog je v tem, da bo preko zraka tu in tam kakšen elektron le našel pot. Če si težko predstavljate, pa recimo, da ne govoriumo o 3V med priključenima ploščama, temveč recimo o 3MV (trije milijoni voltov). Ni bistveno. Bistveno je, da bo sedaj tok tekel, čeprav izredno majhen, a ne bo 0. Dejansko bo seveda v takih razmerah (na Zemlji) med plošča+ in plošča- tekel nek tok pa če imamo priključen voltmeter ali pač ne. Preprosto zato, ker zrak ni idealen izolator tako kot je absolutni vakuum.
Sedaj pa odstranimo naše plošče tako, da nam ostane zgolj baterija s svojima dvema poloma. Baterijo, ki vse skupaj poganja, smo izdelali tako, da bi preprečili, da bi se med njenim plus in minus polom tok zaključeval kar preko ohišja. Uporabili smo primerne izolacijske materiale (realne, take kot smo sposobni izdelati na Zemlji). Celotno baterijo smo izdelali precej simetrično -- okoli obeh polov je enaka količina izolacijskega materiala (ni nujno, da bi bilo temu tako, a v praksi je to običajno). Ker izolacija baterije in vodnikov ni idealna, elektroni, ki so se zaradi kemičnega procesa (govorimo o bateriji) skoncentrirali na - polu "iščejo" svojo pot proti pozitivnemu polu. Nekateri se prebijejo skozi (neidealno) izolacijo negativnega pola do zemlje na kateri leži ta baterija in od tam naprej "lezejo" proti pozitivnemu polu baterije. Žene jih električno polje med poloma baterije. "Napor", ki ga bodo morali vložiti za prebijanje od negativnega pola do zemlje je *zaradi simetričnosti izdelave baterije* enak "naporu", ki ga bodo morali vložiti za pot od zemlje do pozitivnega pola. Med poloma bo torej tekel izredno majhen a ne ničeln tok. Sedaj pa med negativni pol baterije in zemljo priključimo voltmeter. Ta bo izmeril "napor" (električno napetost=razliko potencialov) teh elektronov. Voltmeter bo v tem primeru pokazal, da razlika napetosti med zemljo in - polom 1,5 V (zemlja je 1,5 V višje). Če bomo priključili voltmeter med +polom in zemljo bo spet pokazal 1,5 V (Zemlja je 1,5 V nižje od + pola).
Potencial zemlje bo torej na sredini med potencialom pozitivnega in negativnega pola.
V primeru električnih generatorjev ali transformatorjev je stvar podobna. *Zaradi svoje simetrične gradnje in neidealnega sveta, ki nas obdaja* (večina električnih strojev je grajena zelo simetričnmo, čeprav to ni nujno, in tedaj so tudi posledice drugačne) izpade da, *čeprav niso z nobenim priključkom priključeni na zemljo*, so njihovi priključki na takšnem potencialu, da je potencial Zemlje v sredini. In to je mogoče izmeriti z običajnim a zelo občutljivim voltmetrom.
Do sem je fizika. Od tu naprej pa matematični model. Matematični model (orodja/formule, kakorkoli temu rečemo) je v primeru simetrije bistveno enostavnejši od nesimetričnega modela. Zato je bistveno bolj elegantno če referenčni potencial za obravnavo električnih pojavov definiramo tako, da so potenciali vseh priključkov vira (baterije ali električnega stroja) enako oddaljeni od reference (simetrični nanjo). Zaradi narave stvari, kar je bilo opisano zgoraj, pa je na tej točki tudi potencial Zemlje. Tako izpade da nam to kar nam ustreza za matematično modeliranje sovpada tudi s potencialom Zemlje.
Torej morda ni čisto prav, da rečemo, da je z 0 V definiran potencial Zemlje, temveč da nam za električne vire (za večino) na Zemlji ustreza (zaradi matematičnega modeliranja), da je referenčni potencial 0V v njihovem "težišču". Narava stvar pa je poskrbela, da je Zemlja tudi na tem potencialu že tedaj ko niti ni z vodnikom povezana s to točko.
Če povežemo torej "težišče" električnega stroja (zvezdišče v trifaznem sistemu) z Zemljo, ohranimo to začetno simetrijo. Če bi se odločili drugače in recimo povezali enega od faznih priključkov trifaznega sistema z zemljo (ja, tudi to lahko storimo), potenciali faznih priključkov električnega stroja proti Zemlji ne bi bili več simetrični. Tistega, ki bi ga povezali z Zemljo bi bil na istem potencialu kot Zemlja in torej zanj ne bi potrebovali nobenega izolacijskega materiala, da elektroni ne bi "uhajali" proti Zemlji, med tem ko bi morali pri drugih dveh ojačati izolacijo proti Zemlji, saj bi bila potencialna razlika teh priključkov proti Zemlji enaka medfazni napetosti. Kateri potencial bi v tem primeru vzeli kot referenčnega je naša prosta volja. S stališča enostavnosti matematičnega modeliranja električnega sistema bi bilo še vedno bolj smiselno, da je to še vedno zvezdišče in torej v tem primeru Zemlja ne bi bila (matematično) na potencialu 0 V. Seveda bi se lahko odločili tudi da je v tem primeru na potencialu 0 V Zemlja in torej ena izmed faz. V tem primeru bi bilo matematično orodje sicer bolj zapleteno, to pa je tudi vse.
Toliko o tem zakaj je (običajno) Zemlja na refernčnem potencialu 0V -- ni nujno, a je najbolj preprosto z matematičnega stališča, fizika in narava se s tem ne obremenjuje. :-)
Predpostavke da ima to zvezo z zaščito pred električnim udarom ali pa da je potencial zemlje na vsaki točki Zemlje (veliko in malo začetnico namenoma tako uporabljam) enak, pa ne držijo. Lahko tudi kaj o tem, a kdaj drugič, če bi koga zanimalo, je že sedaj pisanje strahovito dolgo.
OP je postavil zelo kratko in jasno vprašanje ("Razmišljal sem zakaj je ravno zemlja bila izbrana za referenco pri transformatorju."), a razlage, ki so se pojavile v tej temi, ne da so popolnoma napačne, so pa posledica tega kar sem napisal zgoraj. Skušal bom pojasniti za kaj gre oziroma vsaj zakaj sam mislim da gre. Žal pa bo za razumevanje potrebno malce razmišljanja, a upam, da ne preveč, predvsem pa ne preveč strokovnega in oddaljenjega od osnovošolskega znanja fizike. Bo pa vsega precej več kot zgolj nekaj enovrstičnic. :-) (Upam, da se bo tistim, ki se bodo prebili do konca zdel čas, ki ga bodo porabili za to ne čisto nekoristno izrabljen).
Najprej moramo definirati nekaj pojmov, da je lažje razumeti o čem se pogovarjamo. Prav nam bo prišel misleni eksperiment. Predpostavimo čisto idealne razmere v nekem drugem vesolju (v našem takih razmer ni nikjer). V tem vesolju se nahaja vir napetosti (recimo baterija) na to baterijo sta priključena dva superprevodna izolirana vodnika (torej imata upornost 0 ohmov). Po drugi strani je izolacija vodnikov in same baterije idealna tako da se skoznjo ne more prebiti noben elektron. Na koncu vsakega vodnika je nanj priključena kovinska idealno ravna plošča z izredno velikimi dimenzijami. Plošči sta med seboj vzporedni in razmaknjeni za natanko 3 m. V vesolju vlada absolutni vakuum. Med tema ploščama se bo pojavilo homogeno (v vsaki točki enako in enako usmerjeno) električno polje v smeri od plošče priključene na + pol (recimo ji plošča+) proti - polu (recimo ji plošča-). Ker je med ploščama absolutni vakuum (torej v njem ni nobenega delca -- torej tudi nobenega elektrona), med ploščami ne teče in ne more teči noben tok.
Recimo da med plošči postavimo merilnik jakosti električnega polja in ta pokaže električno poljsko jakost 1 V/m. Ker je polje homogeno in sta ti dve plošči edini izvor električnega polja v tem vesolju, lahko na osnovi te meritve in meritve razdalje (3 m) sklepamo da plošči nista na enakem električnem potencialu saj sta izvor električnega polja. Dejansko mora biti tista od katere polje izhaja na za 3 V višjem potencialu od one na - polu. To je vse kar lahko nedvoumno določimo -- razliko med potencialoma teh dveh plošč.
Sedaj med ti dve plošči postavimo še dve enaki kovinski plošči, ki pa ju ne priključimo nikamor. Postavimo ju 1 m vsaksebi in 1 m od obstoječih dveh plošč. Torej imamo ploščo na + polu, čez en meter prvo dodatno ploščo (recimo ji A), čez 1 meter drugo tako (recimo ji B) in čez en meter je postavljena plošča priključena na - pol. Ne pozabimo, da vmesni plošči nista priključeni nikamor in se nahajata skupaj z ostalim v absolutnem vakuumu. Električno polje se zaradi teh plošč ne bo spremenilo. Še vedno bomo kjerkoli v kateremkoli vmesnem prostoru izmerili 1 V/m. Ker se vmesni plošči (A in B) oddaljeni za 1 m lahko sklepamo, da je je plošča A na potencialu ki je 1V/m*1m=1V višji od potenciala plošče B. Vsak skok iz ene plošče na drugo predtavlja razliko 1 V.
Lahko bi rekli, da je *razlika potencialov* med ploščama plošča+ in plošča- 3 V (1V/m*3m=3V), med tem ko je med ploščama A in B *razlika potencialov* enaka 1 V (1V/m*1m=1V).
V takih razmerah bi se lahko popolnoma neobremenjeno odločili o tem potencial katere od štirih plošč vzememo kot referenco za vrednost absolutnga potenciala 0 V. Izbor je popolnoma arbitraren. Narava tovrstne reference ne pozna. Narava pozna zgolj električlno poljsko jakost. Če bi se odločili za ploščo-, bi plošča B imela absolutni potencial 0V(abosultno)+1V(razlike)=1V(absolutno), plošča A 0V(absolutno)+2V(razlike)=2V(absolutno) in plošča+ 0V+3V=3V). Če pa bi se odločili, da bo referenca plošča A, potem bi plošča- imela absolutni potencial 0V(absolutno)-2V(razlike)=-2V(absolutno), plošča B -1V in plošča+ +1V.
Vem, da bo verjetno to večini jasno in samoumevno, a nadaljujmo z eksperimentom. Zdaj postane šele zanimivo. :-)
V to vesolje dodamo običajni a zelo občutljiv voltmeter (takega kot ga večina pozna, a vseeno izredno občutljivega) in ga priključimo med ploščo+ in ploščo-. Pokazal bo 3 V. Kaj pa bo pokazal ta isti običajni voltmeter, ki bi ga priključili med plošči A in B? Tisti, ki sklepa, da bo v tem primeru pokazal 1 V se zelo moti. Pokazal bo 0 V. In enako bi pokazal, če bi ga priključili med katerikoli plošči razen v primeru kombinacije plošča+ in plošča-.
Razlog je v tem, da običajni voltmeter (ne glede na občutljivost) deluje na osnovi ohmovega zakona in je za indikacijo napetosti nujno potrebno da skozi njega teče lahko še tako majhen, a vendar, tok. V primeru priključitve voltmetra med ploščo+ in ploščo- bo skozi voltmeter stekel sicer zanemarljiv, a ne ničeln tok proti plošči-. V skladu z ohmovim zakonom lahko ob poznavanju notranje upornosti voltmetra (R) in na osnovi meritve toka skozenj (I) (da, običajni voltmetri dejansko merijo tok in ne napetosti, le skalo imajo umerjeno v voltih) po ohmovem zakonu izračunamo napetost (U=I*R). Pri katerikoli priključitvi razen v primeru plošča+ in plošča- pa se v tokokrogu, ki se zaključuje skozi baterijo nahaja vsaj 1 m absolutnega vakuuma, ki ima upornost neskončno in skozi njega ne more teče noben tok in torej tudi skozi voltmeter ne. Torej imamo primer ko lahko brez težav definiramo razlike potencialov ali absolutni potencial poljubne točke v sistemu, ne moremo pa *izmeriti* napetosti med točkami (vsaj z običajnim voltmetrom ne).
Naše vesolje je drugačno. Precej drugačno. Tudi v medgalaktičnem prostoru našega vesolja ni absolutnega vakuuma, kaj šele na Zemlji. Razmere na Zemlji so daleč, daleč stran od zgoraj opisanih. Ne bivamo v vakuumu, temveč nas obkroža zrak. Izolacije vodnikov ni idealna.
Da bi se približali tem razmeram sedaj to naše ločeno vesolje napolnimo z zrakom, izolacijo vodnikov pa nadomestimo z realno, ki se sicer zelo dobro upira prehodu elektronov, a tu in tam kateremu le uspe priti skoznjo.
Ponovimo meritve od prej. Rezultati bodo drugačni. V primeru kombinacije plošča+ in plošča- bo voltmeter pokazal 3V. Toda sedaj bo pokazal odčitek (1V) tudi recimo v primeru meritve med ploščama A in B. Govorimo o običajnem, a *zelo* občutljivem voltmetru. Razlog je v tem, da bo preko zraka tu in tam kakšen elektron le našel pot. Če si težko predstavljate, pa recimo, da ne govoriumo o 3V med priključenima ploščama, temveč recimo o 3MV (trije milijoni voltov). Ni bistveno. Bistveno je, da bo sedaj tok tekel, čeprav izredno majhen, a ne bo 0. Dejansko bo seveda v takih razmerah (na Zemlji) med plošča+ in plošča- tekel nek tok pa če imamo priključen voltmeter ali pač ne. Preprosto zato, ker zrak ni idealen izolator tako kot je absolutni vakuum.
Sedaj pa odstranimo naše plošče tako, da nam ostane zgolj baterija s svojima dvema poloma. Baterijo, ki vse skupaj poganja, smo izdelali tako, da bi preprečili, da bi se med njenim plus in minus polom tok zaključeval kar preko ohišja. Uporabili smo primerne izolacijske materiale (realne, take kot smo sposobni izdelati na Zemlji). Celotno baterijo smo izdelali precej simetrično -- okoli obeh polov je enaka količina izolacijskega materiala (ni nujno, da bi bilo temu tako, a v praksi je to običajno). Ker izolacija baterije in vodnikov ni idealna, elektroni, ki so se zaradi kemičnega procesa (govorimo o bateriji) skoncentrirali na - polu "iščejo" svojo pot proti pozitivnemu polu. Nekateri se prebijejo skozi (neidealno) izolacijo negativnega pola do zemlje na kateri leži ta baterija in od tam naprej "lezejo" proti pozitivnemu polu baterije. Žene jih električno polje med poloma baterije. "Napor", ki ga bodo morali vložiti za prebijanje od negativnega pola do zemlje je *zaradi simetričnosti izdelave baterije* enak "naporu", ki ga bodo morali vložiti za pot od zemlje do pozitivnega pola. Med poloma bo torej tekel izredno majhen a ne ničeln tok. Sedaj pa med negativni pol baterije in zemljo priključimo voltmeter. Ta bo izmeril "napor" (električno napetost=razliko potencialov) teh elektronov. Voltmeter bo v tem primeru pokazal, da razlika napetosti med zemljo in - polom 1,5 V (zemlja je 1,5 V višje). Če bomo priključili voltmeter med +polom in zemljo bo spet pokazal 1,5 V (Zemlja je 1,5 V nižje od + pola).
Potencial zemlje bo torej na sredini med potencialom pozitivnega in negativnega pola.
V primeru električnih generatorjev ali transformatorjev je stvar podobna. *Zaradi svoje simetrične gradnje in neidealnega sveta, ki nas obdaja* (večina električnih strojev je grajena zelo simetričnmo, čeprav to ni nujno, in tedaj so tudi posledice drugačne) izpade da, *čeprav niso z nobenim priključkom priključeni na zemljo*, so njihovi priključki na takšnem potencialu, da je potencial Zemlje v sredini. In to je mogoče izmeriti z običajnim a zelo občutljivim voltmetrom.
Do sem je fizika. Od tu naprej pa matematični model. Matematični model (orodja/formule, kakorkoli temu rečemo) je v primeru simetrije bistveno enostavnejši od nesimetričnega modela. Zato je bistveno bolj elegantno če referenčni potencial za obravnavo električnih pojavov definiramo tako, da so potenciali vseh priključkov vira (baterije ali električnega stroja) enako oddaljeni od reference (simetrični nanjo). Zaradi narave stvari, kar je bilo opisano zgoraj, pa je na tej točki tudi potencial Zemlje. Tako izpade da nam to kar nam ustreza za matematično modeliranje sovpada tudi s potencialom Zemlje.
Torej morda ni čisto prav, da rečemo, da je z 0 V definiran potencial Zemlje, temveč da nam za električne vire (za večino) na Zemlji ustreza (zaradi matematičnega modeliranja), da je referenčni potencial 0V v njihovem "težišču". Narava stvar pa je poskrbela, da je Zemlja tudi na tem potencialu že tedaj ko niti ni z vodnikom povezana s to točko.
Če povežemo torej "težišče" električnega stroja (zvezdišče v trifaznem sistemu) z Zemljo, ohranimo to začetno simetrijo. Če bi se odločili drugače in recimo povezali enega od faznih priključkov trifaznega sistema z zemljo (ja, tudi to lahko storimo), potenciali faznih priključkov električnega stroja proti Zemlji ne bi bili več simetrični. Tistega, ki bi ga povezali z Zemljo bi bil na istem potencialu kot Zemlja in torej zanj ne bi potrebovali nobenega izolacijskega materiala, da elektroni ne bi "uhajali" proti Zemlji, med tem ko bi morali pri drugih dveh ojačati izolacijo proti Zemlji, saj bi bila potencialna razlika teh priključkov proti Zemlji enaka medfazni napetosti. Kateri potencial bi v tem primeru vzeli kot referenčnega je naša prosta volja. S stališča enostavnosti matematičnega modeliranja električnega sistema bi bilo še vedno bolj smiselno, da je to še vedno zvezdišče in torej v tem primeru Zemlja ne bi bila (matematično) na potencialu 0 V. Seveda bi se lahko odločili tudi da je v tem primeru na potencialu 0 V Zemlja in torej ena izmed faz. V tem primeru bi bilo matematično orodje sicer bolj zapleteno, to pa je tudi vse.
Toliko o tem zakaj je (običajno) Zemlja na refernčnem potencialu 0V -- ni nujno, a je najbolj preprosto z matematičnega stališča, fizika in narava se s tem ne obremenjuje. :-)
Predpostavke da ima to zvezo z zaščito pred električnim udarom ali pa da je potencial zemlje na vsaki točki Zemlje (veliko in malo začetnico namenoma tako uporabljam) enak, pa ne držijo. Lahko tudi kaj o tem, a kdaj drugič, če bi koga zanimalo, je že sedaj pisanje strahovito dolgo.
Lonsarg ::
Električna naprave bi komot delovale če bi bila voltaža v omrežju zamaknjena 50V višje (torej 50V nula ter 270V faza gledano ne voltažo zemlje), razlika bi še vedno bila kot mora biti in elektronika bi špilala.
Ne bi pa bilo varno da je ohišje naprave na 50V proti človeku ki je na približno enakem potencialu kot zemlja. Tak da ja je varnost definitivno en izmed razlogov da rabimo ozemljitev na enakem potencialu kot človek in je to najlažje narediti z ozemljitvijo čimbližje omrežju. Ni to seveda edini razlog, tudi ničlo električne povezave je veliko lažje zaključiti v zemlji kot kjerkoli drugje, čisto iz praktičnega vidika implementacija omrežja.
Ne bi pa bilo varno da je ohišje naprave na 50V proti človeku ki je na približno enakem potencialu kot zemlja. Tak da ja je varnost definitivno en izmed razlogov da rabimo ozemljitev na enakem potencialu kot človek in je to najlažje narediti z ozemljitvijo čimbližje omrežju. Ni to seveda edini razlog, tudi ničlo električne povezave je veliko lažje zaključiti v zemlji kot kjerkoli drugje, čisto iz praktičnega vidika implementacija omrežja.
Zgodovina sprememb…
- spremenil: Lonsarg ()
zm67 ::
Lonsarg, Absolutno se strinjam, da ni dobro (je celo lahko smrtno nevarno) da je ohišje naprave na 50 V višjem potencialu kot se nahaja človek, ki se nahaja na potencialu lokalne zemlje. Ampak to nima zveze s tem da ali potencial lokalne zemlje opredelimo kot absolutno 0 V ali pa recimo -123,160 kV. Če bi potencial lokalne zemlje opredelili kot -123,16 kV, bi bilo ohišje pač na -123,110 kV, nevarnost pa popolnoma enaka. Skušal sem pojasniti zakaj običajno opredelimo potencial Zemlje (ne nujno lokalne zemlje) kot absolutno 0 V, to je bilo vprašanje OP.
DamijanD ::
zm67 - dobro pisanje hvala (priznam, pa da ko sem najprej videl obseg (a dodatnih postov), da sem šel preverit, kdaj si se prijavil - ker sem najprej pomisli na kakšnega nakladaškega bota)
Zvezdica27 ::
zm67
ali lahko po domače poenostavimo, da je nula pač vodnik proti elektrarni (ki ga postavi elektro), zemlja pa backup za varnost (in druge vrste vodnik proti elektrarni), pač oboje zaradi razlike v potencialih?
Drugo vprašanje: ali je kaka globlja razlaga izbire 3f, zakaj je 120 stopinj dovolj. Ok. 2F najbže ne bi špilali, 4f pa bi (za "trifazne" elekjtromotorje, brez nule). V bistu ja, zakaj ni standarno 4f, a ne bi bilo 90 st. bolje?
b
ali lahko po domače poenostavimo, da je nula pač vodnik proti elektrarni (ki ga postavi elektro), zemlja pa backup za varnost (in druge vrste vodnik proti elektrarni), pač oboje zaradi razlike v potencialih?
Drugo vprašanje: ali je kaka globlja razlaga izbire 3f, zakaj je 120 stopinj dovolj. Ok. 2F najbže ne bi špilali, 4f pa bi (za "trifazne" elekjtromotorje, brez nule). V bistu ja, zakaj ni standarno 4f, a ne bi bilo 90 st. bolje?
b
Barbarpapa2 ::
Dober večer...
Kot zanimivost, Teslovo "kolumbovo jajce" je bil dvofazni stroj, pa tudi "enofazni" motorji so v bistvu dvofazni (glavna in pomožna faza), kjer za fazni zamik med fazama poskrbi kondenzator...
... pa na faze pazite...
Jože
Zvezdica27 je izjavil:
zm67
... 2F najbže ne bi špilali ...
Kot zanimivost, Teslovo "kolumbovo jajce" je bil dvofazni stroj, pa tudi "enofazni" motorji so v bistvu dvofazni (glavna in pomožna faza), kjer za fazni zamik med fazama poskrbi kondenzator...
... pa na faze pazite...
Jože
Zvezdica27 ::
lp,
pri tem vprašanju sem mislil na opcijo brez ničelnega vodnika, kjer je med fazami v 3f 120 st. in dejansko dela na... saj ne vem, sem amater, na "val" faze, ki se še premika v eno smer in za njo prideta še dva vala... to na 1F ne more delati (najbrž bi bile oscilacije katastrofa). V glavnem, zakaj ne 4 f, brez nule.
zz
pri tem vprašanju sem mislil na opcijo brez ničelnega vodnika, kjer je med fazami v 3f 120 st. in dejansko dela na... saj ne vem, sem amater, na "val" faze, ki se še premika v eno smer in za njo prideta še dva vala... to na 1F ne more delati (najbrž bi bile oscilacije katastrofa). V glavnem, zakaj ne 4 f, brez nule.
zz
zm67 ::
Zvezdica27
Natančen ddgovor je žal bolj kompleksen kot je vprašanje. :-) Najprej manjši detajl -- tok se v praksi v nizkonapetostnem dstribucijskem omrežju nikoli ne vrača (ne preko nule, ne preko zemlje) do elektrarne. Vrača se zgolj do distribucijskega transformatorja. A to je druga zgodba. Če si pod pojmom "elektrarna" pač mislimo vir napetosti s katerim je naša instalacija galvansko povezana, potem je ta "elektrarna" v NN distribucijskih omrežjih pač transformator.
Distribucija mora zagotoviti nevtralni vodnik (za nesimetrična bremena). Ozemljitev zvezdišča transformatorja rabi za zaščito pred električnim udarom v TT sistemih (ne pa v TN kot se pogosto napačno sklepa). Želja je, da med nevtralnim vodnikom in zemljo ne bi bilo potencialne razlike, oziroma da bi bila ta čim manjša, vendar ker (recimo v zdravem TT sistemu) po nevtralnem vodnik vodniku teče tok, po zemlji pa ne, mora biti med njima po definiciji razlika, saj tok ne teče med točkama, ki sta na istem potencialu. Torej, če po nevtralnem vodniku teče tok od porabnika do zvezdišča transformatorja, mora biti potencial nevtralnega vodnika na točki porabnika višji kot v zvezdišču. (Podobno kot voda v Bohinjskem jezeru ne more biti vodoravna, saj iz njega izteka v Savo Bohinjko :-)) Po drugi strani pa, če po zemlji (ker v omrežju ni okvare) tok ne teče, je zemlja pri porabniku na istem potencialu kot pri transformatorju (pišem za idealni primer ko bi imeli le en vir napetosti na Zemlji). Posledično je nevtralni vodnik pri porabniku na drugačnem potencialu kot zemlja pri tem porabniku. Ta razlika običajno ni velika, a je čisto enostavno merljiva. Potencialne razlike se bistveno spremenijo med okvaro (zemeljskim stikom), a to je druga zgodba.
Razlog za trifazni sistem je zelo praktičen. To je najmanjše število faz s katerim dosežemo konstantni transfer moči pri ohmskih bremenih (vsota produktov trenutne vrednosti toka in napetosti vsakje od faz je konstanta) in so hkrati faze enakomerno porazdeljene v krogu 360 stopinj. Pri dvofaznem sistemu bi to dosgli s faznim zamikom 90 stopinj (ne 180, kar bi si želeli zaradi simetrije). S štirimi fazami pod kotom 90 stopinj dosežemo podobno kot s tremi pri 120 a potrebujemo dodatni vodnik, koristi pa ne bi bilo nobene. Več o moči v trifaznem sistemu tukaj. Dvofazni sistem (s kotom 90 stopinj med fazama) v splošnem povzroča manj enakomeren tek motorjev kot trifazen. Dober opis se najde tukaj.
Natančen ddgovor je žal bolj kompleksen kot je vprašanje. :-) Najprej manjši detajl -- tok se v praksi v nizkonapetostnem dstribucijskem omrežju nikoli ne vrača (ne preko nule, ne preko zemlje) do elektrarne. Vrača se zgolj do distribucijskega transformatorja. A to je druga zgodba. Če si pod pojmom "elektrarna" pač mislimo vir napetosti s katerim je naša instalacija galvansko povezana, potem je ta "elektrarna" v NN distribucijskih omrežjih pač transformator.
Distribucija mora zagotoviti nevtralni vodnik (za nesimetrična bremena). Ozemljitev zvezdišča transformatorja rabi za zaščito pred električnim udarom v TT sistemih (ne pa v TN kot se pogosto napačno sklepa). Želja je, da med nevtralnim vodnikom in zemljo ne bi bilo potencialne razlike, oziroma da bi bila ta čim manjša, vendar ker (recimo v zdravem TT sistemu) po nevtralnem vodnik vodniku teče tok, po zemlji pa ne, mora biti med njima po definiciji razlika, saj tok ne teče med točkama, ki sta na istem potencialu. Torej, če po nevtralnem vodniku teče tok od porabnika do zvezdišča transformatorja, mora biti potencial nevtralnega vodnika na točki porabnika višji kot v zvezdišču. (Podobno kot voda v Bohinjskem jezeru ne more biti vodoravna, saj iz njega izteka v Savo Bohinjko :-)) Po drugi strani pa, če po zemlji (ker v omrežju ni okvare) tok ne teče, je zemlja pri porabniku na istem potencialu kot pri transformatorju (pišem za idealni primer ko bi imeli le en vir napetosti na Zemlji). Posledično je nevtralni vodnik pri porabniku na drugačnem potencialu kot zemlja pri tem porabniku. Ta razlika običajno ni velika, a je čisto enostavno merljiva. Potencialne razlike se bistveno spremenijo med okvaro (zemeljskim stikom), a to je druga zgodba.
Razlog za trifazni sistem je zelo praktičen. To je najmanjše število faz s katerim dosežemo konstantni transfer moči pri ohmskih bremenih (vsota produktov trenutne vrednosti toka in napetosti vsakje od faz je konstanta) in so hkrati faze enakomerno porazdeljene v krogu 360 stopinj. Pri dvofaznem sistemu bi to dosgli s faznim zamikom 90 stopinj (ne 180, kar bi si želeli zaradi simetrije). S štirimi fazami pod kotom 90 stopinj dosežemo podobno kot s tremi pri 120 a potrebujemo dodatni vodnik, koristi pa ne bi bilo nobene. Več o moči v trifaznem sistemu tukaj. Dvofazni sistem (s kotom 90 stopinj med fazama) v splošnem povzroča manj enakomeren tek motorjev kot trifazen. Dober opis se najde tukaj.
zm67 ::
Sem zdaj komaj videl dodatno vprašanje. V bistvu je tako, da z imenom "faza" poimenujemo vodnike ali pa priključke v katerih se potencial spreminja glede na neko referenčno točko (pa smo spet tam :-)) z imenom "nula" pa imenujemo vodnik ali pa priključek ki ga jemljemo za referenco in zato zanjo določimo da je na potencialu aboslutno 0 V. V trifaznem sistemu imamo tri take fazne priključke in običajno izražen nevtralni (nula) priključek v primeru vezave v zvezdo. V trifaznem sistemu se lahko pogovarjamo tudi o razlikah potencialov med temi fazami (tedaj govorimo o medfazni napetosti) in nevtralnega (fizičnega) priključka sploh ne potrebujemo. Matematično nam pride še vedno prav, da s potencialom 0 V definiramo tisto "središčno" točko, čeprav do nje ni galvanske povezave. V tak trifazni sistem brez nule lahko priključimo tudi nesimetrična bremena. Težava takega sistema brez nule v povezavi z nesimetričnimi bremeni je da smo z ukinitvijo nevtralnega vodnika izgubili eno prostostno stopnjo in je zdaj potrebno zagotoviti da je vsota vseh faznih tokov enaka nič. Do tega bo prišlo samo po sebi, pač po naravi stvari a se bo to zgodilo na račun popačenja posameznih napetosti na strani bremena, česar si ne želimo.
Če pa govorimo o štirih fazah, potem mislimo (analogija od zgoraj) o štirih vodnikih ali priključkih v katerih se potencial spreminja glede na neko referenčno točko. In ta referenčna točka bo pač neka peta točka do katere definiramo potencial ostalih štirih faz. Najbolj elegantno je, da je simetrična nanje (zakaj sem pojasnil v onem romanu). To pa, podobno kot pri trifaznem sistemu ne pomeni, da mora biti fizično dosegljiva. Toda če ni, potem je spet ena prostotna stopnja manj in bo nesimetrično breme povzročilo popačenje napetosti.
Po domače: Z ukinitvijo nevtralnega vodnika izgubimo eno prostortno stopnjo saj je potrebno doseči da je vsota tokov po faznih vodnikih enaka nič. To se bo zgodilo samo po sebi, toda na račun popačenja napetosti. Tipečn praktični pojav za to je "prekjinitev nule" na strani distribucije na račun katere se smodijo predvsem elektronske naprave v gospodinjstvih.
Če pa govorimo o štirih fazah, potem mislimo (analogija od zgoraj) o štirih vodnikih ali priključkih v katerih se potencial spreminja glede na neko referenčno točko. In ta referenčna točka bo pač neka peta točka do katere definiramo potencial ostalih štirih faz. Najbolj elegantno je, da je simetrična nanje (zakaj sem pojasnil v onem romanu). To pa, podobno kot pri trifaznem sistemu ne pomeni, da mora biti fizično dosegljiva. Toda če ni, potem je spet ena prostotna stopnja manj in bo nesimetrično breme povzročilo popačenje napetosti.
Po domače: Z ukinitvijo nevtralnega vodnika izgubimo eno prostortno stopnjo saj je potrebno doseči da je vsota tokov po faznih vodnikih enaka nič. To se bo zgodilo samo po sebi, toda na račun popačenja napetosti. Tipečn praktični pojav za to je "prekjinitev nule" na strani distribucije na račun katere se smodijo predvsem elektronske naprave v gospodinjstvih.
kow ::
Nisi vzel 2 nakljucni tocki v Ameriki in Evropi, ampak tocko zraven energetskega sistema. Zakaj? Jaz sem Janezovo vprasanje razumel kot splosno vprasanje.
Saj ni nujno da je direktno zraven, lahko je sistem "zraven" v razdalji nekaj 100km proč in lahko vpliva na tvoj potencial. Lako imaš na enem koncu nek nevihtni oblak in se bo nek potencial zemlje zvišal/znižal. Potem pa sonce sveti na eno stran zemlje in lahko pride do neke separacije elektronov, ki lokalno ni vidna, globalno pa je. Spet je vprašanje kaj naredi neka sončeva nevihta.
Bistvo je, da se na potencial zemlje globalno ne moreš kaj veliko zanašati.
Vem, da to ni debata glede OP vprasanja. (tnx zm67, za obsirno razlago).
Brez količinskosti, ni smiselno razpravljati. Za koliko lahko nevihtni oblak dvigne lokalni potencial palice zabite 1m v zemljo? 0.001V (zanemarljivo) ali 10V (nezanemarljivo).
Zgodovina sprememb…
- spremenil: kow ()
zm67 ::
kow,
Potencial na splošno ni neposredno merljiva fizikalna količina. Podobno kot "višina" Triglava ni (Lahko bi govorili o gravitacijskem potencialu). Lahko govorimo o "nadmorski višini" Triglava, torej o vertikalni razliki v metrih med vrhom Triglava in neko točko na sredini med lokalno plimo in oseko, ki smo jo izbrali kot referenco za izražanje višine.
Tako tudi električni potencial ni neposredno meriljiv. Lahko pa merimo ali nedvoumno določimo razliko električnega potenciala recimo med neko palico zabito v zemljo in nevihtnim oblakom nad njo. Toda v tem primeru se ne pogovarjamo o 0,001 V ali 10 V temveč o nekaj sto mega voltov (nekaj 100 000 000 voltov) :-)
A potencial sam po sebi ni nevaren ali problematičen, nevarna je razlika. Če si na Triglavu ali pa v Postonjski jami, ti je enako lepo (no, recimo). Toda če se boš na Triglavu spotaknil in padel za 1 m, boš verjetno sam sestopil, če pa boš v Postonjski jami padel za 100 m, pa bodo pa drugi posrkbeli za tvoje ostanke. In obratne bi bile posledice, če bi se spotaknil v jami in padel na Triglavu.
Potencial na splošno ni neposredno merljiva fizikalna količina. Podobno kot "višina" Triglava ni (Lahko bi govorili o gravitacijskem potencialu). Lahko govorimo o "nadmorski višini" Triglava, torej o vertikalni razliki v metrih med vrhom Triglava in neko točko na sredini med lokalno plimo in oseko, ki smo jo izbrali kot referenco za izražanje višine.
Tako tudi električni potencial ni neposredno meriljiv. Lahko pa merimo ali nedvoumno določimo razliko električnega potenciala recimo med neko palico zabito v zemljo in nevihtnim oblakom nad njo. Toda v tem primeru se ne pogovarjamo o 0,001 V ali 10 V temveč o nekaj sto mega voltov (nekaj 100 000 000 voltov) :-)
A potencial sam po sebi ni nevaren ali problematičen, nevarna je razlika. Če si na Triglavu ali pa v Postonjski jami, ti je enako lepo (no, recimo). Toda če se boš na Triglavu spotaknil in padel za 1 m, boš verjetno sam sestopil, če pa boš v Postonjski jami padel za 100 m, pa bodo pa drugi posrkbeli za tvoje ostanke. In obratne bi bile posledice, če bi se spotaknil v jami in padel na Triglavu.
kow ::
To vse razumem.
Namigoval sem na to, da ce v zemljo (oz. konkretno "tocko" na povrsini) udari strela, bo povisan lokalni potencial hitro "razvodenel". Nekaj bi moralo neprenehoma dovajati energijo, da bi prepricilo "naravno teznjo" da se elektricni naboj razporedi (i.e. tok).
Namigoval sem na to, da ce v zemljo (oz. konkretno "tocko" na povrsini) udari strela, bo povisan lokalni potencial hitro "razvodenel". Nekaj bi moralo neprenehoma dovajati energijo, da bi prepricilo "naravno teznjo" da se elektricni naboj razporedi (i.e. tok).
Zgodovina sprememb…
- spremenil: kow ()
johnnyyy ::
Brez količinskosti, ni smiselno razpravljati. Za koliko lahko nevihtni oblak dvigne lokalni potencial palice zabite 1m v zemljo? 0.001V (zanemarljivo) ali 10V (nezanemarljivo).
Večina pozablja to, da absolutne vrednosti napetosti ni. Pri napetosti imaš vedno razliko. Ni to kot temperatura kjer lahko rečeš toliko je. In zemlja se v defaultu vzame za referenco 0V. In nek oblak, (ozemljena) trafo postaja, ti lahko dvigne ta potencial, ki bo v tvoji referenci še vedno 0V, saj na tisti zemlji stojiš. Če bi pa med 2 ma točkama postavil voltmeter in bi meril, pa bi ugotovil, da imaš tam razliko potencialov, ki je lahko tudi nekaj 10 ali 100V.
Ti pojavi pridejo do izraza pri električnih komunikacijah. Recimo imaš 2 stavbi oz. kraja in hočeš med njima potegniti RS232 ali UART. In to bo nekaj časa delalo enkrat pa bo nekaj odletelo. In ko greš merit napetosti ugotoviš, da tvoj GND potencial komunikacije ni 0V, ampak višje/nižje. Misliš da je kriva slaba ozemljitev in ko pomeriš napetosti med ozemljitvima vidiš, da je tam neka napetost (nekaj V best case). Zato so danes električne komunikacije, ki se uporabljajo na daljše razdalje izolirane.
zm67 ::
Namigoval sem na to, da ce v zemljo (oz. konkretno "tocko" na povrsini) udari strela, bo povisan lokalni potencial hitro "razvodenel". Nekaj bi moralo neprenehoma dovajati energijo, da bi prepricilo "naravno teznjo" da se elektricni naboj razporedi (i.e. tok).
Udar strele je zelo nepredvidljiv pojav. V trenutku udara pride do razelektritve in s tem s premikanjem električnega naboja kar imenujemo električni tok (namreč količino naboja v času). S statistično analizo so ugotovili, da bo bo ob prvem udaru strele jakost toka v cca 99% primerih pod vrednostjo 200 kA. Pod vrednostjo 100 kA pa v 97% vseh udarov. Po drugi strani pa bo 84 % primerov udar povzročil tok vsaj 16 kA in v 99% primerih tok višji od 3 kA.
Ko nekje udari strele, se torej lahko zgodi karkoli. Lahko je tok tudi višji od 200 kA ali nižji od 3 kA. Pri udaru strele gre lahko za več in/ali različne pojave saj prvemu udaru strele pogoste sledi naslednji, po jakosti manjši, po času pa krajši. Da ne gremo preveč v podrobnosti, čredpostavimo torej nekaj srednjega -- udar strele, ki povzroči razelektritev s tokom konične vrednosti 50 kA. Ob prvem udaru (najobičajnejše) strele traja prehodni pojav med 300 in 400 mikro sekundami. Pri tem prvih cca 10 mikro sekund tok narašča iz 0 do konične vrednosti (50 kA v našem primeru), nato pa se naslednjih recimo 350 mikro sekund zmanjšuje proti vrednosti 0. Lahko rečemo, da je v slabi polovici milisekunde (500 mikro sekund) vsega konec.
Torej "razvodenitev" je zaključena v 500 mikro sekundah. Hitro, ne? Toda v tem času pa je pojav skozi oči nekoga, ki se ukvarja z "običajnimi električnimi instalacijami" skoraj nepredstavljiv.
Recimo da pride do razelektritve v neko palico zapičeno v zemljo. Po tej palici bo v zemljo stekel tok, ki bo v našem primeru dosegel vrednost 50 kA (torej približno 2000 krat višji tok kot je tok običajne hišne varovalke). Tok se bo zaključeval skozi zemljo. Od točke udara se bo širil na vse strani po površini in tudi v globino (lahko si predstavljaš polovico sfere po kateri se širi ta tok od mesta udara). Ker zemlja nima upornosti nič, se bo pri prehajanju skozi prst ustvarila potencialna razlika, podobno kot se ustvari padec napetosti na dovodnem vodniku električne instalacije. Da bi lahko opredelili to potencialno razliko med točko udara strele in neko neskočno oddaljeno točko na Zemlji, kjer bi se razelektritev zaključila, smo elektrotehniki opredelili količino "ponikalna upornost". Ta je odvisna od karakteristik prsti oziroma tal. Pogosto pa materi zemlji pomagamo z gradnjo ozemljila (recimo prav za potrebe strelovoda ali zaščite pred električnim udarom). V zelo dobro ozemljenih transformatorkih postajah visoke napetosti znaša ponikalna upornost okoli 0,1 ohma, pri nekaterih stanovanjskih objektih pa tudi 10 ohmov ne bo previsoka vrednost.
Če torej pomožimo (ohmov zakon U=I*R) pričakovani tok 50 kA s ponikalno upornostjo recimo 1 ohm (v večini stanovanjskih stavb je več kot to), znese razlika potenciala med točko kjer je udarila strela in neskočno oddaljeno zemljo 50000 V (ja, spet bistveno več od 0,001 V ali 10 V) :-)
A spet smo tam. Ta številka je sicer fascinantna, a za življenje (in preživetje) na Zemlji sploh ni pomembna. Pomembno je to, da se bo od točke, kjer je palica zapičena v zemljo radialno zniževal potencial. Zaradi geometrije pojava (imamo na voljo tudi globino -- polovico sfere) izpade tako, da se bo potencial z razdaljo najprej hitreje zniževal, kasneje pa vedno počasneje. Če bi torej med potekom tega kratkega pojava imeli v zemljo v radialni smeri zapičeni dve elektrodi voltmetra, bi le-ta pokazal neko razliko potenciala. Ta bi bila odvisna od bližine elektrod palici in medsebojne oddaljenosti med elektrodama. Izpade torej tako, da za preživetje ni merodajen potencial, temveč hitrost njegovega spreminjanja z razdaljo.
Problem nastane, kadar se na takem mestu namesto voltmetra znajde človek, ki recimo hodi v smeri ali od palice, ali pa živina, ki se pase. Ena izmed nog v tem primeru predstavlja eno, druga pa drugo elektrodo. Če bo napetost v času teh 500 mikro sekund med nogama višja od tiste, ki jo to živo bitje (človek, žival) še prenese v takem času (to ni 50 V, saj gre zgolj za 500 mikro sekund in tak kratek čas človeško telo zdrži višjo napetost), se mu ne piše nič dobrega. Ker je torej merodajna "hitrost" (gradient) spreminjnja potenciala, bo tisti, ki s telesdom premošča tako razdaljo bolj ogrožen, kot v primeru, da je "hitrost" spreminjanja manjša. To je razlog, da so mimoidoči (in mimopaseče živali) v bližini točke udara strele bistveno bolj ogroženi (tam se potencial "hitreje" spreminja) kot, če bi bili oddaljeni bolj. Toda spet. Nekdo, ki bo stal na eni nogi bližje udaru strele bo morda preživel, drug, ki pa se bo sprehajal 50 metrov stran in ga bo udar ujel ravno med korakom, bo lahko podlegel saj bo objel višjo razliko potenciala na račun večje razdalje od onega, kjer je sicer sprememba z razdaljo večja, a je razdalja bistveno krajša.
To je razlog zakaj je splošno priporočilo če te ujame nevihta recimo v gorah ali nekje na prostem -- počepni in povleci noge k telesu-- da bi bila med stikom delov telesa z zemljo čim manjša razlika potencialov.
--
johnnyyy ::
sonožni poskoki pridejo prav v taki situaciji
Ali pa da hitro tečeš, kjer je vedno ena noga v zraku .
Sicer iz električnega vidika, je to precej "zanimiv" pojav. Zanimiv iz tega vidika, da ko je govora o zemlji oz. njenem potencialu ti bo 3/4 štromarjev govorilo, kako je to 0V in kako zemljinega potenciala ne boš pramaknil. A ko udari strela v drevo, pa jo skupi krava, ki je 100m stran, ker je bila z ritjo ali glavo obrnjena proti drevesu, kar pomeni, da je bila tam na tistih 2m "mednožne razdalje" nekaj 100 oz. kV napetosti.
In ko gledaš celotno Zemljo kot planet se je potrebno zavedati, da gre za nek sorazmerno ne najbolj prevoden objekt ki ni homogen, sestavljen je iz različnih materialov. In da lahko notranje zemeljsko dogajanje spremeni potenciale, prav tako lahko sonce vpliva na potencial, kot tudi vreme. Na koncu stvar izgleda kot morje, kjer je naša referenca da je 0mnv višina morja, a v praksi vidiš da se gladina morja spreminja zaradi valovanja vsako sekundo/minuto, da je v enem delu dneva večja kot v drugem in ko pride luna je to še precej bolj izrazito.
Lowink ::
0V stil, ground
lhku przmlim sam sebe, k glesam goor me mineva
pur pizda, da vidm kok zgleda povratna zanka
ej. butalc
0V stil, ground
lhku przmlim sam sebe, k glesam goor me mineva
pur pizda, da vidm kok zgleda povratna zanka
ej. butalc
Zgodovina sprememb…
- spremenilo: Lowink ()
Utk ::
Če bi zemljo definirali kot -125 voltov je to isto kot da bi definirali 0 cm kot -125 cm in bi računali od tu dalje. V teoriji lahko, strašnega smisla pa to ne bi imelo. Potem lahko za vsako stvar rečemo, da je količina 0 arbitrarno določena. Pa v resnici ni. Če imamo zemljo in nek predmet iz plastike in je med njima napetost (dovolj blizu) 0, bi samo velik čudak enemu in drugemu pripisal 125 V.
Zgodovina sprememb…
- spremenil: Utk ()
johnnyyy ::
Če bi zemljo definirali kot -125 voltov je to isto kot da bi definirali 0 cm kot -125 cm in bi računali od tu dalje. V teoriji lahko, strašnega smisla pa to ne bi imelo. Potem lahko za vsako stvar rečemo, da je količina 0 arbitrarno določena. Pa v resnici ni. Če imamo zemljo in nek predmet iz plastike in je med njima napetost (dovolj blizu) 0, bi samo velik čudak enemu in drugemu pripisal 125 V.
Ti lahko imaš hišo kjer je zunanja okolica na enaki višini kot kota pritličja. Na kakšni višini je pritličje? Odgovor je, odvisno kaj te zanima. Če te zanimajo stopnice, potem je tvoja referenca zemlja kot 0m. Če te zanima ali bo voda iz bližnjega rezervoarja pritekla v hišo, pa je boljši podatek da veš kakšna je nadmorska višina.
Utk ::
Če ti meriš napetost med dvema žicama, je napetost tolk kot je, takrat ti nič ne pomeni kolk je napetost proti zemlji. Ampak če meriš nekaj proti zemlji, je pa jasno kje je nula.
zm67 ::
Zgolj komentar nekaterim zapisom v tej temi:
V bistvu je tako, da če so električne instalacije izdelane skladno s predpisi in jih uporabnik uporablja skladno z njihovim namenom, tedaj bo njihova uporaba precej varna in ni pomembno na katerem potencialu (in na kakšni potencialni razliki glede na nekaj) se nahaja katerikoli priključek te instalacije.
Če/ko pa začne nekdo vtikati v luknje od vtičnice voltmeter ali še kaj drugega ali spreminjati električno instalacijo, pa ne gre več za laično uporabo skladno s pričakovanji in namenom. Tedaj tudi instalacija skladna s predpisi ne zagotavlja več varnosti sama po sebi. In tedaj postane zelo pomembno za lastno varnost te osebe kot za varnost drugih, da se taka oseba zaveda omejitev predpostavk in predvsem svojega lastnega znanja.
V bistvu je tako, da če so električne instalacije izdelane skladno s predpisi in jih uporabnik uporablja skladno z njihovim namenom, tedaj bo njihova uporaba precej varna in ni pomembno na katerem potencialu (in na kakšni potencialni razliki glede na nekaj) se nahaja katerikoli priključek te instalacije.
Če/ko pa začne nekdo vtikati v luknje od vtičnice voltmeter ali še kaj drugega ali spreminjati električno instalacijo, pa ne gre več za laično uporabo skladno s pričakovanji in namenom. Tedaj tudi instalacija skladna s predpisi ne zagotavlja več varnosti sama po sebi. In tedaj postane zelo pomembno za lastno varnost te osebe kot za varnost drugih, da se taka oseba zaveda omejitev predpostavk in predvsem svojega lastnega znanja.
marjan_h ::
Hvala zm67 za znanstveno razlago ter mirator in janez za inženirsko. Mene ne moti, če kdo sprašuje o IT ozemljitvenih sistemih četudi to ni bilo moje vprašanje.
Kar je mene zanimalo je zakaj ne moreš dvigniti električnega potenciala zemlji, če pa napaka na porabniku (kjer ohišje ni ozemljeno) lahko dvigne ohišje na 230 V.
Kot sem ugotovil je to napačno vprašanje. Mi smo se dogovorili da je zemlja na potencialu 0 V, pa četudi celoten pozitiven/negativen električni naboj tega vesolja stlačimo v zemljo bo še vedno po dogovoru 0 V. Od nekje je treba merit.
Kar je mene zanimalo je zakaj ne moreš dvigniti električnega potenciala zemlji, če pa napaka na porabniku (kjer ohišje ni ozemljeno) lahko dvigne ohišje na 230 V.
Kot sem ugotovil je to napačno vprašanje. Mi smo se dogovorili da je zemlja na potencialu 0 V, pa četudi celoten pozitiven/negativen električni naboj tega vesolja stlačimo v zemljo bo še vedno po dogovoru 0 V. Od nekje je treba merit.
mirator ::
Potencial nič, lahko pa, da bo bolj razumljivo, rečemo izhodišče, si vedno izberemo za namen meritve ali primerjanja. V primeru distribucijskega transformatorja je v vezavi zvezda, v zvezdišču vsota pritekajočih in odtekajočih tokov pač nič in če to zvezdišče povežemo z zemljo, potem bo zemla imela napram posamezni fazi potencial nič.
Če pa pogledava ozemljeno PE zbiralnico v neki hiši, pa se ji bo ob preboju faze na kovinsko ohišje, potencial tudi dvignil. To pa zato, ker obstaja med ozemljitvijo in dejansko zemljo neka ozemljitvena upornost, preko katere steče tok, ki na tej upornosti povzroči padec napetosti oz. dvig potenciala.
Seveda bi lahko zemlja bila tudi na potencialu faze, če bi pri TR z njo povezali eno izmed faz in to samo v relaciji z dotičnim transformatorjem. Samo to ne bi imelo nobenega smisla.
Če pa pogledava ozemljeno PE zbiralnico v neki hiši, pa se ji bo ob preboju faze na kovinsko ohišje, potencial tudi dvignil. To pa zato, ker obstaja med ozemljitvijo in dejansko zemljo neka ozemljitvena upornost, preko katere steče tok, ki na tej upornosti povzroči padec napetosti oz. dvig potenciala.
Seveda bi lahko zemlja bila tudi na potencialu faze, če bi pri TR z njo povezali eno izmed faz in to samo v relaciji z dotičnim transformatorjem. Samo to ne bi imelo nobenega smisla.
zm67 ::
Napačna je predpostavka da je vedno in povsod celotna zemlja na Zemlji na enakem potencialu. In seveda potem tudi da je Zemlja na potencialu absolutno (kot referenca 0) -- le kako naj bo, če pa imajo posamezni predeli zemlje pogosto (v prostoru in času) različen potencial.
Vse ostalo je odvisno od velikosti prostora v katerem se pogovarjamo. Če se pogovarjamo o hišni instalaciji v TT sistemu (in nas nič izven hiše ne zanima), lahko predpostavimo da je naše lokalno ozemljilo na potencialu 0 V in se pogovarjajmo o razmerah v hiši. V tem primeru je bolje da potenciala na katerem je zvedišče transformatorja sploh ne omenjamo, vsekakor pa ni smiselno še posebej pa ne zdravo trditi, da je v vsakem primeru tudi zvezdišče transformatorja na potencialu 0 V).
V TT sistemu ob okvari izolacije faznega vodnika na porabniku steče preko ohišja tega porabnika, zaščitnega vodnika in lokalnega ozemljila tok v zemljo in se zaključi na drugem koncu (Zemlje) skozi ozemljilo transformatorja na zvezdišču. Če bi bila v tem primeru zemlja pri hiši na istih 0 V kot je (recimo) na 0 V ozemljilo transformatorja, potem po zemlji v tem primeru tok ne bi mogel teči in FID v instalaciji ne bi zaznal nobene diference toka saj se skozi zemljo ne bi tekel noben tok in ne bi izklopil. Kot vemo iz izkušenj, se to ne zgodi. Torej je okvara na porabniku spremenila lokalni potencial zemlje. V bistvu ga je dvignila proti potencialu pri transformatorju za skoraj 230 V in hkrati tudi tebe ter tvojo celotno hišo. Seveda lahko še vedno trdiš da je tvoja hiša in štedilnik v njej in ti ob njem na potencialu 0 V (ampak potem pač ozemljilo transformatorja ni več na 0 V in je bolje o tem biti tiho kot pa trditi da je tam tudi 0V)
Tisti trenutek, ko se ukvarjaš s tematiko, ki obsega tudi pretok elektronov skozi zemljo (po domače električni tok skozi zemljo -- prst) ne smeš več predpostaviti, da je potencial zemlje na Zemlji povsod 0. Če to predpostaviš, potem po definiciji po zemlji ne teče noben tok (saj ta lahko teče zgolj med točkami z različnim potencialom) in zapadeš v paradoks ker problem s katerim se ukvarjaš ali se želiš ukvarjati pred tvojimi očmi izgine.
Žal (ali pa na srečo, kakor vzameš) je večina elektrotehničnih problemov in še več elektrotehnikov in "elektrotehnikov", ki se ukvarjajo izključno s tematiko pri katerih električni tok teče zgolj in samo "kontrolirano" po vodnikih, ki so jih za to namenili, zato se zlahka pridobi zavajajoč občutek da je to celoten svet. V bistvu je (kot je napisal Zvezdica27) zemlja zgolj še en vodnik z eno podobno lastnostjo kot večina klasičnih vodnikov (napreč da ima upornost večjo od 0 ohm), in dvema lastnostima, ki ju težko dojemamo -- da se lahko sprehajamo po njem in da fizično ne gre za izredno dolg valjast kos kovine ovite z izolacijo.
Vse ostalo je odvisno od velikosti prostora v katerem se pogovarjamo. Če se pogovarjamo o hišni instalaciji v TT sistemu (in nas nič izven hiše ne zanima), lahko predpostavimo da je naše lokalno ozemljilo na potencialu 0 V in se pogovarjajmo o razmerah v hiši. V tem primeru je bolje da potenciala na katerem je zvedišče transformatorja sploh ne omenjamo, vsekakor pa ni smiselno še posebej pa ne zdravo trditi, da je v vsakem primeru tudi zvezdišče transformatorja na potencialu 0 V).
V TT sistemu ob okvari izolacije faznega vodnika na porabniku steče preko ohišja tega porabnika, zaščitnega vodnika in lokalnega ozemljila tok v zemljo in se zaključi na drugem koncu (Zemlje) skozi ozemljilo transformatorja na zvezdišču. Če bi bila v tem primeru zemlja pri hiši na istih 0 V kot je (recimo) na 0 V ozemljilo transformatorja, potem po zemlji v tem primeru tok ne bi mogel teči in FID v instalaciji ne bi zaznal nobene diference toka saj se skozi zemljo ne bi tekel noben tok in ne bi izklopil. Kot vemo iz izkušenj, se to ne zgodi. Torej je okvara na porabniku spremenila lokalni potencial zemlje. V bistvu ga je dvignila proti potencialu pri transformatorju za skoraj 230 V in hkrati tudi tebe ter tvojo celotno hišo. Seveda lahko še vedno trdiš da je tvoja hiša in štedilnik v njej in ti ob njem na potencialu 0 V (ampak potem pač ozemljilo transformatorja ni več na 0 V in je bolje o tem biti tiho kot pa trditi da je tam tudi 0V)
Tisti trenutek, ko se ukvarjaš s tematiko, ki obsega tudi pretok elektronov skozi zemljo (po domače električni tok skozi zemljo -- prst) ne smeš več predpostaviti, da je potencial zemlje na Zemlji povsod 0. Če to predpostaviš, potem po definiciji po zemlji ne teče noben tok (saj ta lahko teče zgolj med točkami z različnim potencialom) in zapadeš v paradoks ker problem s katerim se ukvarjaš ali se želiš ukvarjati pred tvojimi očmi izgine.
Žal (ali pa na srečo, kakor vzameš) je večina elektrotehničnih problemov in še več elektrotehnikov in "elektrotehnikov", ki se ukvarjajo izključno s tematiko pri katerih električni tok teče zgolj in samo "kontrolirano" po vodnikih, ki so jih za to namenili, zato se zlahka pridobi zavajajoč občutek da je to celoten svet. V bistvu je (kot je napisal Zvezdica27) zemlja zgolj še en vodnik z eno podobno lastnostjo kot večina klasičnih vodnikov (napreč da ima upornost večjo od 0 ohm), in dvema lastnostima, ki ju težko dojemamo -- da se lahko sprehajamo po njem in da fizično ne gre za izredno dolg valjast kos kovine ovite z izolacijo.
Zgodovina sprememb…
- spremenilo: zm67 ()
Vredno ogleda ...
Tema | Ogledi | Zadnje sporočilo | |
---|---|---|---|
Tema | Ogledi | Zadnje sporočilo | |
» | Ali je vezanje žile za ozemljitev na nulo direkt v vtičnici nevarno? (strani: 1 2 3 )Oddelek: Elektrotehnika in elektronika | 27661 (2221) | krepki |
» | Kako pravzaprav dobimo nulo v el instalacijah? (strani: 1 2 )Oddelek: Elektrotehnika in elektronika | 8592 (5434) | marjan_h |
» | Električni tokokrogOddelek: Elektrotehnika in elektronika | 6718 (4822) | lara2 |
» | Nesimetrija v trifaznem sistemu in ozemljitev nule v transformatorjuOddelek: Elektrotehnika in elektronika | 4312 (3366) | Kac |
» | Moje nerazumevanje elektrike (strani: 1 2 )Oddelek: Znanost in tehnologija | 34673 (31951) | jest10 |